用分光计测三棱镜顶角

大学物理实验报告

实验名称：用分光计测三棱镜顶角

姓名：

班级：

学号：

实验日期：2012年10月19日

用分光计测三棱镜顶角

实验目的：

学会使用分光计，学会用自准法测量三棱镜的顶角。

实验器材：分光计、双面反射镜、三棱镜。

实验原理：

实验中利用望远镜自身产生平行光，固定 载物台，转动望远镜光轴，先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上，记下刻度盘对称游标的方位角读数I 和I。然后再转动望远镜使AC面反射的十字叉丝的上交点重合，记下读数Ⅱ和Ⅱ，两次读数相减即得顶角A的补角

。



112=1[(Ⅱ-Ⅰ)+(Ⅱ-Ⅰ） 

22则三棱镜的顶角

。1 。

A=180 -=180 -[(Ⅱ-Ⅰ)+(Ⅱ-Ⅰ)] 

2实验步骤：

分光计的调节

调好分光计的要求是：

1、平行光管射出平行光；

2、望远镜接受平行光；

3、经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。

（一）目测粗调

根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的平行光的高低调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉和平行光管俯仰调节螺钉，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，是其大致处于水平状态。

（二）细调

① 接上电源，打开开关，调节目镜，直到能够清楚地看到分划板上的双十字叉为止。

旋转装置阿贝式字准目镜，使分划板刻线水平或垂直。

② 将双面反射镜放置在载物台上。转动载物台，使反射镜的一个反射面对望远镜，在轻缓地左右转动载物台，通过望远镜观察，找到由反射镜面反射回来的光斑。

③ 放松目镜锁紧螺钉，前后拉动目镜套筒，调节分划板与物镜之间距离，使模糊的绿色十字清晰。

④ 调节望远镜光轴和分光计中心转轴垂直。

1) 经过步骤，在望远镜中已经找到了一个反射面反射的绿十字，然后使反射镜跟随载物台和游标盘绕转轴转过180度，从望远镜中找到另一面反射的绿十字。

2) 采用1/2渐近法调节法调节绿十字像与分划板上部十字叉丝重合，先调节望远镜高低调节螺钉使绿十字像与上部十字叉丝的间距减少1/2，再调节载物台调节螺钉使像与上部十字擦丝重合。然后载物台旋转180度，用同样的方法调节另一面。这样调节几次即可调节成功。

⑤ 调节平行 光管光轴和分光计中心转轴垂直。

3) 调节平行光管使其产生平行光。

4) 调节平行光管光轴使其垂直于分光计中心转轴。

采用自准法测量三棱镜的顶角

1.调节三棱镜的主截面与分光计中心转轴垂直：

取下双面反射镜，将三棱镜按如图放在载物台上，使三个面分别与载物台调平螺钉的连线垂直。转动载物台，在望远镜中找到AB面反射回来的绿十字像，调节螺钉2，是绿十字与上部十字叉重合。然后找到AC面反射回来的绿十字像，调节3，使绿十字像与上部十字叉重合。重复上述几次，直到两个反面的绿十字像均与上部十字叉丝重合。

2.测量三棱镜顶角A：

如图转动载物台使棱镜BC面对着平行光管后锁紧载物台。转动望远镜对准AC面，使

Ⅰ，反射回来的绿十字像与上部十字叉丝重合，固定望远镜，从左、右游标窗口读数Ⅰ、

填入表格。再转动望远镜对准AB面，使绿十字像与上部十字叉丝重合，笃定望远镜，从左、右窗口读数Ⅱ、Ⅱ，填入表格。

A 3

1

B C 2 三棱镜方法

望远镜窗口Ⅰ 序号 右游标窗口 左游标窗口Ⅰ 望远镜位置Ⅱ 右游标窗口 A Ⅰ 左游标窗口Ⅱ 120。1359。47Ⅱ 1 6310 2000 4835 275 5042 。。。。。2438 。3025 。1226 7927 。。7119。5360。 37120。2359。2 3 4 5 6

20000 22839 2073 。。25955 28745 2658 。。 。。10834 8510 。。119。5 60。55 121。5558。5 30119。3060。23045 。29043 。11045 。 9126 。27125 。33124 。15126 。30120。3059。112=1[(Ⅱ-Ⅰ)+(Ⅱ-Ⅰ） 分别求得相应的值，其值如上表。

221并有A=180 -=180 -[(Ⅱ-Ⅰ)+(Ⅱ-Ⅰ)] 分别求得相应的A值，其值如上表。

21则：=x=120。13

61.由A=180 -=5947

2.不确定值A

。 。

1q(x1x2x3x4x5x6)=A=5947

6。

s2=

1(x1q)2(x2q)2(x3q)2(x4q)2(x5q)2(x6q)2 6122222。。[(60。7-59。37-59。47)+(59。47)+(6055-59。47)+(585-59。47)+(60。47)30-59。52+(59。30-59。47)]=1.42 S=1.21

。

。 。

A=S=1.21

3.心得：很明显自己所做的角度A的值在每一次测量上都有比较大的误差，虽然最终的角度A值接近于六十度，但这也还是说明自己在使用分光计上还不够熟练。